CN109003510A - 实物编程装置 - Google Patents

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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/30—Creation or generation of source code

Abstract

本发明公开了一种实物编程装置，包括编程子块、编程盘和功能组件。其中，编程子块为立体式模块；编程盘设有控制系统，编程盘的上表面为编程面，以编程面为基准面划分出多块与编程子块相匹配的编程母块。编程时，多块编程子块按照一定的编程逻辑关系和预设顺序放置于编程面，控制系统按照预设顺序读取每个编程子块的编码信息以形成能够执行的程序，并执行该程序以控制功能组件的工作状态。该装置的编程子块仅包含编码信息，功能组件以单独的个体方式存在，儿童在进行实物编程时，仅需根据任务选取合适的编程子块按照一定的逻辑关系进行排序。

Description

实物编程装置
技术领域
本发明属于实物编程领域，具体涉及一种实物编程装置。
背景技术
随着科技的进步，儿童玩具也变得越来越丰富多彩，例如，电子积木即为当下逐渐时兴起来的一种新颖的儿童玩具。电子积木就是将导线、灯泡、二极管、电阻、电容、各种开关、电表、电机、喇叭、集成块等电子元器件(即功能组件)固定在塑料片(块)上，用独特的子母扣做成独立可拼装的配件，在产品配置的安装底板上像拼积木一样拼装电路组合。随着现有的电子积木产品日新月异地发展创新，电子积木的组合形式已经不限于上述定义所限定的范围。
然而，每一块电子积木上一般至少配置有一个功能组件，多块电子积木拼装成的电子回路中，每个功能组件只能在当前所处的位置(包括空间位置和逻辑位置)执行单一的步骤，而不能根据儿童的实际娱乐需求以创造性的发散思维方式实施多次或多种不同步骤的功能展示。
另外，在一套电子积木中，带某一种功能组件的电子积木数量有限，基于与上述的每个功能组件只能执行单一步骤的缺陷，进一步地限制了儿童的娱乐需求及其智力开发需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实物编程装置，该装置的编程子块仅包含编码信息，功能组件以单独的个体方式存在，使得儿童在进行实物编程时，仅需要考虑每一块编程子块如何依不同逻辑进行排序(即根据任务选取合适的编程子块按照一定的逻辑关系进行排序)。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种实物编程装置，包括编程子块、编程盘和功能组件；其中，所述编程子块为立体式模块；所述编程盘设有控制系统，所述编程盘的上表面为编程面，以所述编程面为基准面划分出多块与所述编程子块相匹配的编程母块；
编程时，多块所述编程子块按照一定的编程逻辑关系和预设顺序放置于所述编程面，所述控制系统按照预设顺序读取每个所述编程子块的编码信息以形成能够执行的程序，并执行该程序以控制所述功能组件的工作状态。
一优选实施例中，所述控制系统包括控制器、电源和无线通信模块；其中，所述控制器将读取的所述编码信息编译成程序指令以形成能够执行的程序，并执行该程序；所述控制器通过所述无线通信模块实现与所述功能组件的数据交互；所述电源为所述控制系统提供电能。
一优选实施例中，所述控制系统通过接触式或非接触式识别方式读取所述编码信息。
一优选实施例中，所述编码信息采用二进制编码形式。
一优选实施例中，所述编程子块的表面设有对应所述编码信息的色块集合，所述控制系统通过光学非接触方式识别所述色块集合以读取所述编码信息。
一优选实施例中，所述控制系统还包括光电传感器，所述光电传感器通过光学非接触式识别所述色块集合以读取所述编码信息。
一优选实施例中，所述编程子块设有包含电子器件的连通线路以及多个触盘，所述编程母块设有与所述编程子块的多个触盘相对应的多个触针。
一优选实施例中，所述编程子块设有多个编程按钮。
一优选实施例中，所述控制系统通过模拟电压采样方式读取所述编码信息。
一优选实施例中，模拟电压采样方式采用权电阻网络实施采样。
采用本发明具有如下的有益效果：
1、本发明所述的实物编程装置，采用编程子块匹配编程母块的方式进行实物编程，在编程过程中，仅需要考虑如何编写可以实现预期功能组合的程序，而不需要在形式上直接对功能组件进行序列组合。
2、本发明所述的实物编程装置，不采用电子积木配置功能组件的模式，而是将编程子块与功能组件相分离，某一个功能组件可以多次执行程序中的多个控制步骤。
3、本发明所述的实物编程装置，使得实物编程更加贴近于采用计算机语言进行编程的逻辑思维方式，相比电子积木，更加有利于开发儿童的逻辑思维能力。
4、相比使用电脑编程，使用本发明所述的实物编程装置进行实物编程可以保护儿童的视力，同时有助于锻炼儿童的手脑协同能力。
附图说明
图1为本发明实施例一种实物编程装置的组成示意图；
图2为编程子块采用多个数字量输入引脚设定编码信息的实施例示意图；
图3为与图2所示的编程子块相匹配的编程母块示意图；
图4为开关电阻组合串联模式下模拟电压采样的实施例示意图；
图5为开关电阻组合并联模式下模拟电压采样的实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3，本发明公开了一种实物编程装置，该装置包括编程子块、编程盘和功能组件，多块编程子块可以依照一定的逻辑顺序放置于编程盘上，每块编程子块携带有一组编码信息，每组编码信息可以被编译为一条或几条程序指令，从而，多块编程子块形成的组合可以对应于可以被执行的控制程序。控制程序的运行可以进一步地控制外部的一个或多个功能组件实施相应的动作。其中，功能组件是具有一定物理功能的器件，例如电机、led灯、喇叭等执行元件，或者按钮、滑杆等结构件，或者各类传感器等检测元件，以及其他类似器件。
编程子块采用立体式模块化结构，编程盘的上表面为编程面，以编程面为基准面可以划分出多块与编程子块相匹配的编程母块(如图1示出的一具体实施例中，编程盘呈正方形，划分出16块编程母块)，编程子块可以配合安装于编程母块。编程盘设有控制系统，编程时，按照任务要求，使用者通过思考后把多块编程子块按照一定的编程逻辑关系和预设顺序(如图1中编程盘上示出的虚线顺序，或者按照从左至右、从上至下的顺序等其他预设顺序)放置于编程面，在使用者按下确定按键后(确定按键为可选择设置部件)，控制系统按照预设顺序读取每个所述编程子块的编码信息以形成能够执行的程序，并执行该程序以控制所述功能组件的工作状态。
一具体实施例中，控制系统包括控制器、电源和无线通信模块，其中，控制器将读取的编码信息编译成程序指令以形成能够执行的程序，并执行该程序。控制器通过无线通信模块实现与功能组件的数据交互，电源为控制系统提供电能。控制系统还可以设有指示灯和按键，已分别用于显示其工作状态和确认动作实施，此外，还可以设有喇叭。
在本专利申请的实施例中，编码信息可采用二进制编码形式，在其他实施例中，编码信息还可以采用其他的编码形式。
以采用二进制编码形式的编码信息为例，编码信息的实施方式可采用下述几种实施例方案：
1)编程子块的表面设有对应编码信息的色块集合(即色块集合包含有编码信息)，控制系统通过光学非接触方式识别色块集合以读取编码信息。此时，控制系统还包括光电传感器，光电传感器通过光学非接触方式识别色块集合以读取编码信息。相应地，色块集合其中之一种颜色的色块代表二进制中的0，另一种颜色的色块代表二进制中的1。
2)参照图2和图3，编程子块设有包含电子器件的连通线路以及多个触盘2，编程母块设有与编程子块的多个触盘2相对应的多个触针4。编程子块的触盘2与连通线路相连接时(即开关1闭合)代表二进制中的1，编程子块的触盘2与连通线路断开时(即开关1断开)代表二进制中的0。连通线路上还可以设有发光二极管3，以用于显示编程子块与编程母块是否已配合安装好。
3)编程子块设有多个编程按钮，编程按钮被按下时代表二进制中的1，所述编程按钮不按下时代表二进制中的0。
上述三种编码信息的实施方式代表了不同的编码信息传递方式，还可以有其他的物理实施方式可以实现编码信息由编程子块向编码盘的传递，例如，控制系统还可以通过模拟电压采样方式读取所述编码信息。
一具体实施例中，参照图4，左侧的编程子块上设置多组由开关和电阻组成的开关电阻组合(可选的，由上至下电阻的电阻值依次增倍，其目的在于使开关电阻组合的不同序列组合不会发生阻值重合的情况)，位于发光二极管一侧的单个电阻可以为固定阻值电阻或者可变阻值电阻。右侧的编程母块上的电阻可以为固定阻值电阻或者可变阻值电阻，编程子块与编程母块之间同样采用触盘与触针的接触连通方式。作为该实施例的一种变型，图4中虚线部分的开关电阻组合采用的并联方式，可以变型为图5所示的串联方式。
基于与上述实施例相同的原理，模拟电压采样方式还可以采用权电阻网络实施采样，不同的拨码开关的闭合/打开组合可以获得不同的模拟电压采用，以对应不同的编码信息。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (10)

1.一种实物编程装置，其特征在于，所述实物编程装置包括编程子块、编程盘和功能组件；其中，所述编程子块为立体式模块；所述编程盘设有控制系统，所述编程盘的上表面为编程面，以所述编程面为基准面划分出多块与所述编程子块相匹配的编程母块；
编程时，多块所述编程子块按照一定的编程逻辑关系和预设顺序放置于所述编程面，所述控制系统按照预设顺序读取每个所述编程子块的编码信息以形成能够执行的程序，并执行该程序以控制所述功能组件的工作状态。
2.如权利要求1所述的实物编程装置，其特征在于，所述控制系统包括控制器、电源和无线通信模块；其中，所述控制器将读取的所述编码信息编译成程序指令以形成能够执行的程序，并执行该程序；所述控制器通过所述无线通信模块实现与所述功能组件的数据交互；所述电源为所述控制系统提供电能。
3.如权利要求1所述的实物编程装置，其特征在于，所述控制系统通过接触式或非接触式识别方式读取所述编码信息。
4.如权利要求1所述的实物编程装置，其特征在于，所述编码信息采用二进制编码形式。
5.如权利要求1-4任一项所述的实物编程装置，其特征在于，所述编程子块的表面设有对应所述编码信息的色块集合，所述控制系统通过光学非接触方式识别所述色块集合以读取所述编码信息。
6.如权利要求1-4任一项所述的实物编程装置，其特征在于，所述控制系统还包括光电传感器，所述光电传感器通过光学非接触式识别所述色块集合以读取所述编码信息。
7.如权利要求1-4任一项所述的实物编程装置，其特征在于，所述编程子块设有包含电子器件的连通线路以及多个触盘，所述编程母块设有与所述编程子块的多个触盘相对应的多个触针。
8.如权利要求1-4任一项所述的实物编程装置，其特征在于，所述编程子块设有多个编程按钮。
9.如权利要求1-4任一项所述的实物编程装置，其特征在于，所述控制系统通过模拟电压采样方式读取所述编码信息。
10.如权利要求9任一项所述的实物编程装置，其特征在于，模拟电压采样方式采用权电阻网络实施采样。
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